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地理科学进展  
  地理科学进展--2014, 33 (7)   Published: 2014-07-25
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生态大讲堂百期纪念专栏

国际重大研究计划与中国生态系统研究展望——中国生态大讲堂百期学术演讲暨2014年春季研讨会评 Hot!

孙鸿烈, 陈宜瑜, 于贵瑞, 于秀波
地理科学进展. 2014, 33 (7): 865-873. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2014.07.001
全文: PDF (563KB) ( 1192 )
摘要 ( 911 )
以“传播新知识、交流新思想、展示新成果”为宗旨的中国生态大讲堂百期学术演讲暨2014 年春季研讨会于2014 年4 月25 日在北京举行。本次研讨会以“国际重大研究计划与中国生态系统研究展望”为主题,邀请秦大河、姚檀栋、傅伯杰、崔鹏4 位中国科学院院士和马克平、于贵瑞、张佳宝、秦伯强4 位知名专家作了主题报告。8 位报告人分别介绍了政府间气候变化专门委员会(IPCC)、未来地球(Future Earth)、第三极环境(Third Pole Environment)、国际长期生态监测研究网络(ILTER)、生物多样性和生态系统服务政府间科学-政策平台(IPBES)、生物多样性计划(DIVERSITAS)、通量观测研究计划(FluxNet)等国际重大研究计划的进展和趋势,并就山洪泥石流风险分析与管理、碳通量空间格局及生物地理生态学机制、农田地力提升和湖泊富营养化治理等领域的前沿科学问题和研究进展作了系统阐释。基于8 位报告人的演讲,本文评述了8 个报告的主要内容和亮点工作,分析了国际生态环境领域重大国际研究计划的发展趋势及其对中国生态系统研究的启示,讨论了中国相关领域的科学研究方向和主要问题。

气候变化科学与人类可持续发展 Hot!

秦大河
地理科学进展. 2014, 33 (7): 874-883. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2014.07.002
全文: PDF (4178KB) ( 2680 )
摘要 ( 1566 )
政府间气候变化专门委员会(IPCC)自2007 年发布第四次评估报告(AR4)以来,新的观测证据进一步证明,全球气候系统变暖是毋庸置疑的事实。2012 年之前的3 个连续10 年的全球地表平均气温,都比1850 年以来任何一个10 年更高,且可能是过去1400 年来最热的30 年。虽然1998-2012 年全球地表增温速率趋缓,但还不能反映出气候变化的长期趋势。1970 年以来海洋在变暖,海洋上层75 m以上的海水温度每10 年升温幅度超过0.11℃;1971-2010 年地球气候系统增加的净能量中,93%被海洋吸收。全球平均海平面上升速率加快,1993-2010 年间高达3.2 mm/年。全球海洋的人为碳库很可能已增加,导致海洋表层水酸化。1971 年以来,全球几乎所有冰川、格陵兰冰盖和南极冰盖的冰量都在损失。其中1979 年以来北极海冰范围以每10 年3.5%~4.1%的速率缩小,同期南极海冰范围以每10 年1.2%~1.8%的速率增大。北半球积雪范围在缩小。20 世纪80 年代初以来,大多数地区的多年冻土温度升高。已在大气和海洋变暖、水循环变化、冰冻圈退缩、海平面上升和极端气候事件的变化中检测到人类活动影响的信号。1750 年以来大气CO2浓度的增加是人为辐射强迫增加的主因,导致20 世纪50 年代以来50%以上的全球气候变暖,其信度超过95%。采用CMIP5 模式和典型浓度路径(RCPs),预估本世纪末全球地表平均气温将继续升高,热浪、强降水等极端事件的发生频率将增加,降水将呈现“干者愈干、湿者愈湿”趋势。海洋上层的温度比1986-2005 年间升高0.6~2.0℃,热量将从海表传向深海,并影响大洋环流,2100 年海平面将上升0.26~0.82m。冰冻圈将继续变暖。为控制气候变暖,人类需要减少温室气体排放。如果较工业化之前的温升达到2℃,全球年均经济损失将达到收入的0.2%~2.0%,并造成大范围不可逆的影响,导致死亡、疾病、食品安全、内陆洪涝、农村饮水和灌溉困难等问题,影响人类安全。但如果采取积极行动,2℃的温升目标仍可望达到。为遏制逐渐失控的全球变暖,需全球共同努力减排,以实现人类可持续发展的理想。

“第三极环境(TPE)”国际计划——应对区域未来环境生态重大挑战问题的国际计划 Hot!

姚檀栋
地理科学进展. 2014, 33 (7): 884-892. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2014.07.003
全文: PDF (23111KB) ( 992 )
摘要 ( 901 )
以青藏高原为核心的世界第三极地区,是全球最独特的地质-地理-资源-生态耦合系统之一,对中国、北半球乃至全球环境变化具有重要的影响。同时,第三极地区对全球环境变化及周边人类活动的影响亦有敏感响应,同南极和北极一样受到科技界的高度重视。2009 年,“第三极环境(Third Pole Environment,TPE)”国际计划正式启动。该计划以“水-冰-气-生-人类活动”之间的相互作用为主题,旨在解决第三极地区过去环境变化的时空特征、冰圈与水圈相互作用及其灾害过程、生态系统对环境变化的影响和响应、人类活动对该地区环境变化的影响及该地区环境变化的适应对策等科学问题,以揭示第三极地区环境变化过程与机制及其对全球环境变化的影响和响应规律,从而为提高这一地区人类对自然的适应能力和实现人与自然和谐相处服务。该计划自启动以来,以TPE科学委员会及TPE项目办公室为依托,有效执行各种实施方案,已经在第三极冰川变化、季风与西风相互作用、台站建设、数据共享及人才培养等方面取得了很大的进展。今后,将进一步扩展研究领域和研究地区,与未来地球计划(Future Earth)相对接,为第三极地区生态环境改善和社会经济发展作出更大贡献。

国际生态系统观测研究计划及启示 Hot!

傅伯杰, 刘宇
地理科学进展. 2014, 33 (7): 893-902. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2014.07.004
全文: PDF (7542KB) ( 1472 )
摘要 ( 754 )
国际生态系统研究计划与全球可持续发展相结合,推动了区域和全球可持续发展相关生态系统科学知识的发现和应用。多尺度、多平台集成的生态系统观测研究网络有力地支撑了上述计划的实施,进而服务于管理决策,促进可持续发展目标的实现。本文阐述了国际生态系统相关研究计划和生态系统观测网络研究发展及其对中国生态系统观测研究网络的启示。全球生态系统相关研究计划的发展显示:面对复杂因素驱动的生态系统变化,生态系统研究需要发展多学科交叉、国际合作的研究平台,需要从单纯的生态系统过程机理的研究转向与全球可持续发展相结合。当前,国际生态系统观测研究网络的观测尺度从站点走向流域和区域,关注的对象从生态系统扩展到地表系统,逐渐将自然生态要素与社会经济相结合,深化了联网观测和联网研究;在观测手段上实现了地面观测和遥感多尺度观测的有机结合,日益注重数据共享和集成,促进了科学知识的产生。今后生态观测网络研究需要扩展观测和研究的时空尺度,深化和规范单要素联网观测和研究,有机结合地面观测和遥感观测,强化生物多样性相关监测与研究,发展耦合自然和社会经济的综合研究,拓展国内外合作研究,融入全球尺度的观测研究网络。

中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)的主要进展及发展展望 Hot!

于贵瑞, 张雷明, 孙晓敏
地理科学进展. 2014, 33 (7): 903-917. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2014.07.005
全文: PDF (9313KB) ( 1546 )
摘要 ( 1439 )
基于微气象学理论的涡度相关通量观测技术实现了对生态系统尺度的生产力、能量平衡和温室气体交换等功能和过程的直接测定,特别是全球尺度通量塔观测网络的联合观测是实现从生态现象观察和生态要素观测跨越到全球尺度生态系统功能状态变化观测的重大突破。本文回顾了中国陆地生态系统通量观测研究网络(ChinaFLUX)的创建及发展历程,系统介绍了ChinaFLUX 的科学目标和设计理念、观测技术体系、观测数据的标准化处理及长期积累;综合评述了ChinaFLUX在陆地生态系统碳-氮-水的收支评估和交换过程的环境响应、碳通量时空格局及其形成机制等方面所取得的主要研究进展。最后,在探讨未来全球尺度通量塔观测网络发展趋势的基础上,提出了ChinaFLUX 的主要发展方向、关键科学问题与未来工作重点,为中国通量观测研究事业的进一步发展提供理论参考。

湖泊生态恢复的关键因子分析 Hot!

秦伯强, 张运林, 高光, 朱广伟, 龚志军, 董百丽
地理科学进展. 2014, 33 (7): 918-924. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2014.07.006
全文: PDF (3366KB) ( 1191 )
摘要 ( 882 )
中国是一个多湖泊的国家。由于经济快速发展及湖泊资源不合理的开发利用,中国湖泊的污染问题和生态系统退化相当普遍。特别是由于氮、磷等营养元素的富集造成的水体富营养化,导致蓝藻水华频繁发生,甚至出现了饮用水危机事件。由于缺乏基础理论的指导,中国湖泊富营养化治理曾经走过弯路。在没有实现控源截污的条件下,片面强调生态恢复来净化湖泊水环境,一度成为富营养化湖泊治理的主流思想。实际上,湖泊生态恢复是有条件的,而对这些条件的诊断和分析是开展湖泊生态恢复的前提和基础。通过对太湖水生植物分布及其影响因子分析,确定沉水植物恢复的核心条件是水下光照条件。水下光照条件受富营养水平、悬浮物浓度与水深等因子的影响。只有当一个水域的真光层深度接近水深的情况(比值>0.8),恢复水生植物才有可能。改善水下光照条件,包括降低水深,提高透明度,消除风浪等措施,实际上,都是增加真光层深度与水深的比值。在上述生态恢复条件不具备的情况下,湖泊治理与恢复的工作更多地应该聚焦在控源截污方面。这对中国湖泊污染治理与生态恢复具有普遍的意义。

近年来生态学研究热点透视——基于“中国生态大讲堂”100期主题演讲的总结 Hot!

于贵瑞, 于秀波
地理科学进展. 2014, 33 (7): 925-930. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2014.07.007
全文: PDF (871KB) ( 1069 )
摘要 ( 984 )
“中国生态大讲堂”(China Ecological Forum, CEF)是一个中国生态学领域的综合学术论坛;它以“传播新知识,交流新思想,展示新成果”为宗旨,举办系列学术讲座、春冬季专题研讨会、高级研讨班以及焦点论坛等学术交流活动。自2005 年创办以来,“中国生态大讲堂”已经组织了100 期主题演讲和12 次大型学术研讨会、6 次专题研讨会、2 次高级研讨班,成为广大科研人员进行学术交流的重要平台。迄今,已有300 人次的知名科学家、中青年学者在大讲堂作了学术讲演,其中150 人次是来自国外研究机构的知名学者。从近年来演讲的主题来看,“气候变化与生态系统适应性”、“生态系统评估和管理”和“生态系统服务”等是生态学研究的热点问题。自2009 年以来,根据“中国生态大讲堂”研讨会整理出版的《中国生态大讲堂系列丛书》已经出版了5 本,涵盖了当前生态学研究的主要领域及其关键科学问题,反映了当代生态学研究的科学前沿。本文通过对“中国生态大讲堂”讲座和研讨会主题的梳理,探讨了近年来生态学研究前沿领域和热点问题,希望能为中国生态系统研究者提供参考。
GIS应用

人类活动轨迹的分类、模式和应用研究综述

李婷, 裴韬, 袁烨城, 宋辞, 王维一, 杨格格
地理科学进展. 2014, 33 (7): 938-948. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2014.07.009
全文: PDF (1740KB) ( 2903 )
摘要 ( 1268 )
各种传感器的应用与发展,如车载GPS、手机、公交卡、银行卡等,记录了人类的活动轨迹。这些海量的人类活动轨迹数据中蕴含着人类行为的时空分布模式。通过对这些轨迹的研究可以挖掘个体轨迹模式,理解人类动力学特征,进而为对轨迹预测、城市规划、交通监测等提供支持。因此,研究各类传感器记录的人类活动轨迹数据成为当前的研究热点。本文对人类活动轨迹的获取与表达方式进行剖析,并将人类的活动轨迹按照采样方式和驱动因素的不同分为基于时间间隔采样、基于位置采样和基于事件触发采样等3 类轨迹数据。由于各类轨迹数据均由起始点、锚点和一般节点等构成,因而将轨迹模式挖掘的研究按照锚点、出行范围、形状模式、OD流模式、时间模式等进行组织,研究成果揭示人类活动轨迹在时间、空间的从聚模式、周期性等特点。在此基础上,将人类活动轨迹在城市研究中的应用,按照用户轨迹预测、城市动态景观、城市交通模拟与监控、城市功能单元识别以及城市中其他方面的研究应用进行系统综述,认为人类活动模式挖掘是城市规划、城市交通、公共安全等方面应用的基础。

基于STARMA模型的城市暴雨积水点积水短时预测

郑姗姗, 万庆, 贾明元
地理科学进展. 2014, 33 (7): 949-957. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2014.07.010
全文: PDF (3339KB) ( 1192 )
摘要 ( 883 )
近年来城市暴雨出现突发和多发态势,导致城市内涝灾害频繁发生,威胁着城市居民的生命和财产安全。随着城市降雨积水监测网的建立,获得分钟尺度的降雨和积水时序监测数据成为可能,实现了城市内涝的实时监控。但目前对监测数据的利用仍显不足,缺乏对其深度分析挖掘,造成监测系统“只监不控”的局面。本文基于城市降雨积水监测网的监测数据,根据积水时间相关性、降雨空间相关性以及降雨积水序列相关性,构建降雨积水的时空自相关移动平均模型(STARMA),对城市暴雨积水点积水过程进行短时预测。STARMA模型已被广泛应用于交通预测、环境变量预测以及社会经济领域,特别是在时空过程机理不清楚、多因素时空变量影响的情况下效果较好。本文首次将该模型应用到降水积水过程拟合和积水短时预测上,同时在方法上改进了传统单变量的STARMA模型,建立降雨和积水双变量的STARMA模型模拟降雨积水过程。并以北京市2012 年“7.21”事件降雨积水过程为研究对象,以丰北桥、花乡桥、马家楼桥和六里桥4 个积水监测点为例,建立降雨积水的STARMA模型,以5 min 为步长作积水5、10、15 min 三步预测。验证结果表明,该模型在降雨积水过程中拟合效果较好,模型短时预测精度较高。该项研究能够有效地利用监测数据,提高信息预警和应急指挥能力,为市政防汛或交通等部门提供决策支持。

河南省火灾影响因素的空间分析

张海军
地理科学进展. 2014, 33 (7): 958-968. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2014.07.011
全文: PDF (14749KB) ( 1085 )
摘要 ( 713 )
科学揭示火灾及其影响因素间的空间关系可为防火管理提供决策支持和有益启示。以往研究多在“空间平稳”的框架下进行火灾影响因素分析,但火灾和其可量化的影响因素往往自身均表现为“空间异质”,基于非空间的全局模型模拟可能会得出误导性甚至错误的结论。地理加权回归(GWR)可解释火灾及其影响因素间空间关系的局部变异。本文选取影响火灾分布的高程、坡度、居民地可达性、道路可达性、地表温度、归一化差植被指数和全球植被湿度指数作为解释变量,以是否火烧作为二元因变量,应用logistic GWR对河南省2002-2012 年火季(9-10 月)火灾的影响因素进行探索性分析。以多时态空间抽样取得训练样本,利用GWR 4.0 软件开发一个logisticGWR火烧概率模型,从可靠性和区分能力两方面对模型性能分别进行内部检验和独立检验,以确保火灾影响因素分析的可靠和合理性。结果表明:①坡度、居民地可达性、温度、植被长势和植被湿度对河南省火灾的影响呈现显著空间变化,高程、道路可达性的影响空间变化不显著,低海拔、道路可达性差的区域更易发生火灾。②温度和植被长势对火灾影响省内全局显著,坡度、居民地可达性和植被湿度对火灾影响在省内仅部分区域显著。③河南省可划分为7 种类型区,不同类型区的火灾影响因素相对重要性存在差异,应因地制宜制定防火策略和确定防火重点。④logistic GWR模型可用于分析火灾影响因素的局部空间变异,作为火险研究的一种有效工具。
文化与旅游地理

社会建构主义视角下的边界——研究综述与启示

唐雪琼, 杨茜好, 钱俊希
地理科学进展. 2014, 33 (7): 969-978. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2014.07.012
全文: PDF (504KB) ( 967 )
摘要 ( 733 )
边界是人文地理学研究中的一个关键概念。边界代表着一种空间秩序和空间关系,是解读边境地区社会与文化关系形成过程的一个关键维度。由于边界所界定的空间秩序与国家认同的建构、边境地区的经济社会发展、边民的身份认同等问题息息相关,因此学界对边界的社会功能与文化意义给予了持续关注。近年来,学者们逐渐从社会建构的视角重新诠释边界。边界不是地图上僵化的线,它所界定的空间关系与空间秩序,以及所承载的社会文化意义亦非固定不变的,而是国家与草根群体通过一定的社会与空间实践不断再生产与再建构。国家通过边界的营造刻写意识形态与国家认同,而普通社会群体对边界亦有着复杂的响应、调适与抵抗。在国际形势日趋复杂和变化的大环境中,边界凸显了新的意义和功能,重新认识边界如何打破旧的空间秩序并划定新的秩序,是人文地理学研究中值得关注的问题。本文从边界的内涵、边界的社会文化意义和跨边界实践3 个方面出发,阐释建构主义下的边界在理论和实践层面的意义,并挖掘边界研究对国内研究的借鉴与启示。

自然灾害遗址型黑色旅游地参观者动机研究——以汶川地震北川遗址公园为例

陈星, 张捷, 卢韶婧, 张宏磊, 颜丙金, 年四锋
地理科学进展. 2014, 33 (7): 979-989. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2014.07.013
全文: PDF (3127KB) ( 1029 )
摘要 ( 1099 )
黑色旅游是当前国内外研究的热点之一,黑色旅游开发是自然灾害发生地灾后恢复的一种重要方式。以往研究较多关注战争与事件型黑色旅游地,对自然灾害遗址型旅游地的研究较少。本文以汶川地震北川遗址公园为案例,构建了参观者动机测量量表;通过因子分析得到了教育与纪念动机、社交与亲情动机、感受与见证动机、认同与求新动机和好奇心动机五大类参观者动机类型。为分析和比较不同来源地参观者动机的特征,探究事件关注度和认知欲望对不同类型动机的影响程度差异,分别以全体参观者和四川参观者为样本构建了结构方程模型。结果显示:全体参观者模型中,事件关注度对教育与纪念、社交与亲情等动机影响较大,而对好奇心动机影响较小;认知欲望对教育与纪念、感受与见证以及好奇心等动机影响较大,而对认同和求新动机影响较小。在四川参观者模型中,参观者对汶川事件的关注度不能激发感受与见证动机,认知欲望对社交与亲情动机的影响也不显著,而对于汶川地震地区的认同感和集体认同感较强。
农业地理

传统农区外出劳动力回流意愿与规划响应——基于河南周口市问卷调查数据

王利伟, 冯长春, 许顺才
地理科学进展. 2014, 33 (7): 990-999. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2014.07.014
全文: PDF (2271KB) ( 838 )
摘要 ( 744 )
以产业转移和劳动力回流为主要特征的“双转移”是当前中国经济进入中速增长背景下一个新的发展趋势,是市场机制下产业和劳动力的理性选择。在此背景下,以河南周口市为案例地,通过实地调研和问卷访谈,分析了传统农区外出劳动力空间流向和回流意愿,重点对外出劳动力的回流动力、行为选择进行了调查分析,并从政府和制度层面提出回流地的规划响应。结果表明:①周口市外出劳动力回流意愿强烈,且有近期返乡的打算;②外出劳动力的回流动力呈现多元化,县城是除本村外回流劳动力居住和生活的重要空间选择;③就业机会、教育和医疗水平是外出劳动力回流最为关注的城镇吸引要素。最后,从地方政府和制度层面提出放权强县、促进“双转移”良性循环互动、公共服务设施均等化配置和推进土地户籍制度改革的规划响应措施。

农业产业集群创新效率及影响因素——基于山东省寿光蔬菜产业集群的实证分析

史焱文, 李二玲, 李小建
地理科学进展. 2014, 33 (7): 1000-1008. ;  doi: 10.11820/dlkxjz.2014.07.015
全文: PDF (532KB) ( 786 )
摘要 ( 873 )
创新是当前农业产业集群研究的重要内容,掌握集群创新状况对指导农业产业集群发展具有重要意义。结合实地调研的数据,利用DEA-Tobit 两阶段模型,对山东省寿光蔬菜产业集群企业创新效率及其影响因素进行研究。结果表明:寿光蔬菜产业集群规模已接近最优状态,综合创新效率处于中等偏上水平,但仍未达到最优状态,主要原因是集群在科研技术投入、创新资源利用配置等方面不足造成的。进一步Tobit 回归的影响因素分析发现:企业知识技术吸收扩散能力、政府财政支持力度、企业家创新精神和企业发展的外向性与农业产业集群企业创新效率存在显著的正相关关系,而企业规模对农业产业集群企业创新效率影响并不显著。最后,根据集群创新影响因素分析,提出发展建议。
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